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1、东今大号H勺号&你内，我是你们的老长。其实上学里学的京合社会上用的系，。假丛你是匈劫化，错老瞪。语言初修电，触后等公的时候老必寂入虱盘片M东列的。也可发会件方面或晟.如#,Wa京华大学电3锦程残行课题：按键阵列扫描与点阵显示屏控制电路以及1.CD显示以及按键音控制电路设计（基于FPGA日勺数字电路系统设计）何足道学院：信息科学与技术学院学号：unknown班级：自动化*日期：201*年*月*日1、设计规定2、总体设计概述2.1 设计原理及可行性2.2 总体工作过程2.3 电路框图设计3、电路总图4、单元电路设计与分析5、电路日勺组构与调试3、意见及深入改善4、总结与收获5、参照文献6、附录一、
2、设计规定采用FPGA设计按键阵列扫描和发光二极管点阵控制显示电路。当按下按键后，发光二极管显示目前按键值并且保持到下一种输入。按键的时候发出“导，略，米。”等声音区别。在LCD区域显示学号以及电压。二、系统概述设计思想：用扫描电路对按键进行扫描，检测到低电平时时候，对此时的状态进行锁存，对状态机日勺编码进行解码，从而生成信号发送到ICe点阵产生数字与符号。同步，用锁存的内容发送到另一种rom进行选择，来控制蜂鸣器产生声音，用使能端控制蜂鸣器只在按下的时候响起。可行性论证：用74194可以做寄存器，该设计方案在理论上是可行的。按键扫描部分由状态机A提供各个扫描信号，用ROM实现代码转换功能，发光
3、二极管点阵显示电路由3位二进制数控制行扫描信号，同步控制列显示码同步循环输出，即可显示预设的字符。各功能的构成：根据按键阵列的判断原理，可采用一种计数器产生按键编码信号。计数器的）脉冲周期等于按键日勺扫描时间，计数器日勺模M不小于等于被扫描的按键数N。本设计规定判断12个按键的阵列，因此可采用4位二进制计数器产生按键扫描码。计数器输出控制译码器产生列扫描信号Y0Y3,并控制数据选择器选择行线电平Xi。当被扫描的按键闭合时，选择器的J输出信号控制寄存器保留计数器目前的键码状态，同步封锁计数器停止键扫描，以防止其他按键闭合时产生的影响。发光二极管点阵电路采用3位二进制计数器译码后扫描控制其行（列）
4、信号ROWi（Cj）,同步控制列（行）显示码同步循环输出。因此，必须设计一种译码逻辑元件,根据寄存器保留的按键编码输出键符显示列（行）控制码。键符显示译码器可采用AHDL真值表方式、组合逻辑器件或只读存储器ROM来实现。总体工作过程：1 .按键编码计数器A输出4位二进制码Q3Q0,每组码通过译码器A产生一列低电平有效日勺列信号，同步通过数据选择器选中一种行线信号判断连接该列、该行的按键状态。当数据选择器输出低电平时，表达被扫描键闭合。因此，计数器输出的二进制码与阵列中的按键一一对应。显然，按键的编码位序与计数器的输出控制有关。若计数器的高两位输出Q3、Q2控制选择信号Bl和BO,低两位输出Q1
5、、QO控制译码信号Al和A0,则计数器输出为“0001”时，Yo为低电平，选择输出X1日勺状态，扫描按键S2o因此，“0001”为S2日勺键码。2 .键符显示码存储由于ROM的数据输出控制点阵的列信号CC8,因此ROM中每个存储单元的数据就是一行列控制码，每位数据控制一列。一种显示符的8行控制需要8个单元的列码数据，12个不一样的键符显示需要96个存储单元，这样显示译码存储器至少需要7位地址。假如ROM的高4位地址A6A3由键码Q3Q0控制，低3位地址A2A0由行扫描计数器B控制，每个显示符的8行列控制码被寄存在以键码划分块的持续8个存储单元中。建立存储数据文献时要注意数据位序与点阵序列的关系
6、以及存储单元低3位地址与点阵行序的关系。例如，若存储器的数据输出D7D0依序控制C1C8,则数据码从高至低位分别对应点阵显示屏的从左至右列。假如状态机B的输出与译码器B日勺输入及存储器低3位地址的位序对应相似，当译码器B的输出Y0Y7依序控制R0WR0W8时，每个字符码的8个存储单元从低地址到高地址分别对应点阵显示屏从上至下各行。3、按键声音要制作按键声音，首先要处理的问题就是找一种可以产生固定频率的源，在这里很轻易实现，我们使用一种IoM的晶振，当其接上合适的电路之后，其将发出恒定日勺振荡波形。有了IOM的信号源之后，怎样才能使其变成驱动蜂鸣器发出我们需要的声音的信号，这里我们使用分频器来实
7、现为了发出不一样音名日勺音，用计数器来实现分频器要常常变化分频系数，这里我们选用一种模可变的计数器来完毕这个功能。为了实现音乐播放的持续性，我们把乐谱存储到ROM中，播放电路日勺通取ROM中日勺内容通过特殊日勺解码操作便可以得到我们需要日勺计数器分频系数。分频后便是我们需要日勺驱动蜂鸣器日勺信号电路框图：三：电路总图电路总图（LCD显示学号）：电路总图（按键音与点阵显示）：四：单元电路设计与分析半加器:全加器:全加器模拟:ItionWaVefOrmSationnode：FunctionalOpsIricrvd:-1508n$Start:1sterTimeB:15075nsJPoRef三位加法器
8、:三位加法器模拟:分频器分频器提供固定的频率输出，用以控制整个电子系统日勺时钟。分频器由7片二五一十进制计数器7490组合完毕，每级为十分频，共输出IoMHZ1HZ共8档频率信号，输入为FPGA的石英晶振提供的JloMHZ的频率。集成分频器:suruxanoMasf TimeBar分频器信号模拟:Xg。)ps80Ons160.0ns240.0n三320OnS400OnS480Onx560Oni640.0ns720.0ns800.0ns880Ons960OnxIaIttail15025nsIn三三三三三三三三u三三u三三u三m三三三ra三nj三j三三三三三三nr60rnn100k-j-l-l_1
9、1_JI_-1_-1_1_I_I-_I-IIOkIk100IOISOchuln!60chul00kI60chul0kn_LL1111_nIL160ChUlk160chul0015.025惘一JJpm308.1mInteivat293.08nsStait012345878910“3廿QOQQQ2.状态机本系统总共使用了两个状态机，状态机A位于分频器之后，寄存器之前，在分频器的输出时钟信号的控制下，不停变化状态，当某一状态与按键阵列某一按键所对应0行列控制信号相似时，便将该状态保持并送入寄存器。状态机A用单片74161构成，复位端CLRN和置数端LDN都接高电平,使之无效,ENP与ENT均由数据选
10、择器0输出Y控制，当Y为低电平时，便保持目前状态停止计数。CLK接分频器B输出端，由于无需置数，因此ABCD四端口断开。状态机B也是单片74161,由分频器选择某一频率输入，使能ENP与ENT均接高电平有效，复位端CLRN和置数端LDN都接高电平，使之无效。输出只取QCQBQA构成的8种状态控制8个行扫描信号。数据选择器数据采选择器用双片集成4选1数据选择器74153,但只使用其中一片。选择信号A和B分别接状态机ABQA,QB,数据选择信号DO,Dl,D2分别接ICO,ICl,1C2,由于当无按键按下时DO,Dl,D2为高电平，因此剩余的引脚1C3需接高电平。译码器译码器的连接时就按正常的连接
11、方式使用，输入为状态机B0三个输出信号,输出为点阵显示屏的行选择信号。74138SOINPtITMGCS1=INplJTS2W-YONAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7Ninsi3:8DCODERCiiTPirrsYOjCXlTPtJTJYlJMITPIITY2JI/C4ITPIJTI5Y3jI)CHTPlJTCY4I?egrrsY5jCUTPIJTIsY6J3CMITPllTr、V7I/显示学号rom：Addr01+2+34*567023C20C20620133032E3303308330376320331331332337100显示学号电路:显示学号成果:寄存器N分频二分频播放单元使用二分频产生整波，使脉冲占空比50%,防止了蜂鸣器的不正常工作导致的磁化。按键点阵显示romAddrLdF2+3|45刃00F110808080808080808828282FF0202020210FF0101010101010118824428FF2844820020FF010101FF8080FF28FF8080FF010101FF30FF8181FF
